DE4338861C5

DE4338861C5 - Flachdichtung, insbesondere Zylinderkopfdichtung

Info

Publication number: DE4338861C5
Application number: DE19934338861
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Stapel Klaus; Helmut Lukas; Karl-Heinz Maus; Volker Korte; Bernd Stephan; Erhan Simsir; Klaus-Peter Majewski
Original assignee: ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 1993-11-13
Filing date: 1993-11-13
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2013-11-14
Also published as: DE4338861C2; DE4338861A1

Abstract

Flachdichtung, wie insbesondere eine Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus mehreren übereinander liegenden Platten aus Metall oder Weichstoffmaterial mit Durchgangsöffnungen, wobei Dichtungsauflagen durch ein- oder beidseitiges Aufspritzen von ringförmig mindestens zwei der Öffnungen umgebenden Auflagen aus elastomeren oder duroplastischen Massen gebildet sind und mindestens zwei der mit Auflagen zu versehenden Dichtungsbereiche über Durchgänge verbunden sind, wobei die Auflagen in einem Formwerkzeug ausvulkanisieren bzw. aushärten, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgänge als in der Dichtungsträgerplatte (1, 17) ausgestanzte Schlitze (11, 12) ausgebildet sind, so dass beim Aufspritzen der Auflagen (7, 8, 9, 10, 19) auf die im Formwerkzeug (13, 14) eingespannte Trägerplatte (1, 17) mindestens zwei der Auflagen (7, 8, 9, 10) mit einem einzigen Anspritzkanal (16) auf der Trägerplatte (1, 17) beidseitig hergestellt werden und die mit der Masse gefüllten Schlitze (11, 12) keine sich über die Oberfläche der Trägerplatte (1, 17) erhebenden Profilierungen bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachdichtung, wie insbesondere eine Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus mehreren übereinanderliegenden Platten aus Metall oder Weichstoffmaterial mit Durchgangsöffnungen, wobei Dichtungsauflagen durch ein- oder beidseitiges Aufspritzen von ringförmig mindestens zwei der Öffnungen umgebenden Auflagen aus elastomeren oder duroplastischen Massen gebildet sind und mindestens zwei der mit Auflagen zu versehenden Dichtungsbereiche über Durchgänge verbunden sind, wobei die Auflagen in einem Formwerkzeug ausvulkanisieren beziehungsweise aushärten. Bei Zylinderkopfdichtungen für Verbrennungskraftmaschinen ist es bekannt, auf die Dichtflächen vor allem rund um die Flüssigkeitsöffnungen und auf die stärker belasteten Dichtflächenbereiche Auflagen aus elastomerem Material ein- oder beidseitig aufzutragen. Nach beispielsweise der DE-PS 12 17 153 wird dazu das Siebdruckverfahren verwendet, mit dem die elastomeren Massen auf die gewünschten Dichtflächenbereiche mit der gewünschten Kontur aufgebracht werden.
Das Siebdruckverfahren benötigt keinen größeren apparativen Aufwand und ist daher wirtschaftlich bei der Herstellung von Dichtungen einsetzbar, allerdings ist die Dicke der im Siebdruckverfahren wirtschaftlich auftragbaren Auflagen begrenzt, und vor allem lassen sich elastomere Massen nur innerhalb eines engen Viskositätsbereiches im Siebdruckverfahren verarbeiten. Die auf die erforderliche geringe Viskosität mit Lösungsmitteln verdünnten siebdruckfähigen Elastomermassen ergeben dann nach dem Vulkanisieren Auflagen mit geringer Festigkeit und Beständigkeit, und die so hergestellten Flachdichtungen sind nicht für alle Anwendungsfälle gleichermaßen gut geeignet.
Nach beispielsweise der GB-PS 1.568.901 werden daher zur Herstellung von elastomeren oder thermoplastischen Auflagen auf Flachdichtungen Vulkanisierformen verwendet, indem auf die eingespannte Flachdichtung im Transfer-Mouldingverfahren die Auflagen aufgetragen und ausvulkanisiert beziehungsweise ausgehärtet werden. Die so hergestellten Auflagen besitzen eine wesentlich verbesserte Festigkeit, eine gute Beständigkeit und eine gute Haftung an der Dichtung, allerdings ist das Herstellungsverfahren der Dichtungen aufwendig und nur bei Großserienfertigung wirtschaftlich.
Für jeden Dichtungstyp müssen gesonderte Formwerkzeuge hergestellt und die Auflagen müssen jeweils einzeln durch gesonderte Spritzkanäle auf die Dichtung aufgespritzt werden. Das beiseitige Aufbringen der Auflagen auf die Dichtung erfordert dabei aufwendig zwei Arbeitsgänge mit Aufspritzen und Ausvulkanisieren in gegebenenfalls einem zweiten Formwerkzeug.
Die DE-OS 1 475 623 offenbart eine Zylinderkopfdichtung, bei der um Durchgangsöffnungen Dichtungslagen aufgespritz sind. Das Spritzmaterial wird über Kanäle des Formwerkzeuges zu den entsprechenden Durchgangsöffnungen geleitet. Die Dichtungsplatte weist keine Schlitze auf, die zu Führung und Transport des Spritzmaterials dienen.
Aus der DE 37 33 890 A1 ist eine Dichtung für ein Sanitärventil zu entnehmen, bei der in einer Platte Löcher vorgesehen sind, durch die sich elastomeres Material erstreckt, um so eine gute Verbindung mit der Platte zu erzeugen. Auch bei diesem Stand der Technik sind keine Schlitze zu Führung und Transport des Spritzmaterials vorgesehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flachdichtung gemäß Oberbegriff des Hauptpatentanspruches zu schaffen, mit der beidseitige Auflagen aus elastomerem oder duroplastischem Material mit guten Festigkeits- und Beständigkeitswerten sowie optimaler Haftung an der Dichtung möglichst einfach und dadurch wirtschaftlich hergestellt werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Flachdichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Beim Einspritzen der elastomeren oder duroplastischen Masse durch einen Einspritzkanal in der Vulkanisierform fließt jetzt die Einspritzmasse durch die ausgestanzten Schlitze der Dichtung vom Formhohlraum zum Formhohlraum der Vulkanisierform und bildet dort die gewünschten Auflagen. Da die Schlitze aus der Trägerplatte durchgehend ausgestanzt sind, bilden sich die Auflagen entsprechend der Formgestaltung der Vulkanisierform beidseitig auf der Dichtung im gewünschten Bereich aus. Die mit der Einspritzmasse gefüllten Schlitze bilden entsprechend der Formgestaltung der Vulkanisierform keine sich über die Oberfläche der Trägerplatte erhebenden Prolilierungen, so daß keinerlei Störungen der Dichtpressung durch unerwünschte Profilierungen des Dichtflächenbereiches entstehen.
Da die aus der Trägerplatte durchgehend ausgestanzten Schlitze im an und für sich funktionslosen Dichtungsbereich angeordnet sind, stören die Schlitze selbst nicht das Abdichtverhalten der Dichtung. Die Schlitze der Trägerplatte sind allerdings so angeordnet, daß die Trägerplatte noch eine ausreichende Festigkeit besitzt.
So sind bei kleinen Dichtungen mit nur wenigen mit Auflagen zu versehenden Dichtungsbereichen rund um die Öffnungen und/oder im Restflächenbereich alle Auflagenbereiche durch Schlitze miteinander verbunden, während bei größeren Dichtungen, wie beispielsweise Zylinderkopfdichtungen für mehrzylindrige Reihenmotoren, in mehreren separaten Schlitzsystemen jeweils nur ein Teil der mit Auflagen zu versehenden Dichtungsbereiche mit Schlitzen verbunden sind.
Entsprechend besitzt dann die Vulkanisierform einen oder mehrere Einspritzkanäle für die Einspritzmasse. Wie die Schlitze in der Trägerplatte am besten anzuordnen sind, muß der Fachmann, auf den Anwendungsfall abgestimmt, von Fall zu Fall entscheiden.
Zusätzlich kann die Trägerplatte im Bereich der Auflagen mit durchgehenden Löchern versehen sein. Die eingespritzte Einspritzmasse fließt dann durch die Löcher zur anderen Dichtungsseite und verbindet sich dort mit der Einspritzmasse der gegenüberliegenden Seite unter Ausbildung einer verbesserten Verankerung der Auflagen an der Trägerplatte nach dem Vulkanisieren.
Durch die Erfindung ist somit eine Flachdichtung geschaffen, deren beidseitige Auflagen mit einem vereinfachten Formwerkzeug in einem Arbeitsgang hergestellt werden können.
Mit dem Verfahren können gleichermaßen gut mehrlagige Dichtungen hergestellt werden, bei denen die mit Auflagen versehene Trägerplatte das Kernblech einer mehrlagigen Dichtung oder die mit Auflagen versehene Trägerplatte die Deckbleche einer Dichtung bilden. Die Auflagen sind bevorzugt rund um die Flüssigkeitsöffnungen der Dichtung angeordnet, sie können aber auch zusätzlich im Restflächenbereich der Dichtung angeordnet werden. Da die Auflagen aus einer elastomeren oder duroplastischen Masse nach dem Aufbringen in einer Form ausvulkanisiert beziehungsweise ausgehärtet werden, ist die fertiggestellte Auflage weitgehend porenfrei und dadurch fest und beständig und besitzt eine gute Haftung auf der Trägerplatte.
Die erfindungsgemäße Flachdichtung wird in erster Linie als Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt, im Sinne der Erfindung können jedoch auch Flachdichtungen für andere Anwendungen zum Beispiel für die Hydraulik eingesetzt werden.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden vier Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:
1 das Teilstück einer Zylinderkopfdichtung in Aufsicht;
2 die Zylinderkopfdichtung der 1 im Querschnitt der Linie II-II, eingespannt in das Formwerkzeug;
3 eine weitere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zylinderkopfdichtung im Querschnitt;
4 eine weitere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zylinderkopfdichtung.
Das Aufsichtsbild der 1 zeigt die Trägerplatte (1) eine Zylinderkopfdichtung mit den vier Kühlwasseröffnungen (2, 3, 4, 5), benachbart zu den Brennraumöffnungen (6). Die Kühlwasseröffnungen (2, 3, 4, 5) sind jeweils von den ringförmigen elastomeren Auflagen (7, 8, 9, 10) umgeben, wobei jedoch die Auflagenpaare (7, 8 und 9, 10) mit den aus der Trägerplatte (1) ausgestanzten Schlitzen (11, 12) verbunden sind.
Das Querschnittsbild der 2 zeigt die zwischen oberer Formhälfte (13) und unterer Formhälfte (14) eingespannte Trägerplatte (1) der 1 in der Schnittlinie II-II während des Spritzvorganges der elastomeren Masse auf die Trägerplatte (1).
Entsprechend den Auflagen (7, 8, 9, 10) rund um die Kühlraumöffnungen (2, 3, 4, 5) besitzen die obere und untere Formhälfte (13, 14) die Formhohlräume (7', 8', 9', 10'). Beim Einpressen der elastomeren Massen mit den beiden Stempeln (15) in die beiden Anspritzkanäle fließt die elastomere Masse über Schlitze (11, 12) in die Formhohlräume (7', 8', 9', 10') und bildet entsprechend beidseitig die die Öffnungen (2, 3, 4, 5) umgebenden Auflagen (7, 8, 9, 10). In diesem Fall können vorteilhaft über jeweils einen Anspritzkanal (16) jeweils zwei Auflagenpaare (7, 8 und 9, 10) gleichzeitig gebildet werden.
Das Querschnittsbild der 3 zeigt eine Dichtungsträgerplatte (17) an einem Flüssigkeitsdurchgang (18). Die elastomere Masse hat beim Anspritzvorgang die beidseitigen Auflagen (19) gebildet und ist gleichzeitig unter Ausbildung einer verbesserten Haftung an der Trägerplatte (17) durch die Befestigungslöcher (20) geflossen.
In 4 ist zur Fertigstellung der mehrlagigen Zylinderkopfdichtung die Trägerplatte (17) beidseitig mit den beiden Deckplatten (21) abgedeckt, wobei im Öffnungsbereich (18) die ringförmigen, beidseitig die Öffnung (18) umgebenden Auflagen (19) unabgedeckt bleiben, so daß sie nach dem Einbau unter elastischer Verformung an den Flanschflächen des Motors anliegen und die Flüssigkeitsöffnung (18) abdichten.

Claims

Flachdichtung, wie insbesondere eine Zylinderkopfdichtung für Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus mehreren übereinander liegenden Platten aus Metall oder Weichstoffmaterial mit Durchgangsöffnungen, wobei Dichtungsauflagen durch ein- oder beidseitiges Aufspritzen von ringförmig mindestens zwei der Öffnungen umgebenden Auflagen aus elastomeren oder duroplastischen Massen gebildet sind und mindestens zwei der mit Auflagen zu versehenden Dichtungsbereiche über Durchgänge verbunden sind, wobei die Auflagen in einem Formwerkzeug ausvulkanisieren bzw. aushärten, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgänge als in der Dichtungsträgerplatte (1, 17) ausgestanzte Schlitze (11, 12) ausgebildet sind, so dass beim Aufspritzen der Auflagen (7, 8, 9, 10, 19) auf die im Formwerkzeug (13, 14) eingespannte Trägerplatte (1, 17) mindestens zwei der Auflagen (7, 8, 9, 10) mit einem einzigen Anspritzkanal (16) auf der Trägerplatte (1, 17) beidseitig hergestellt werden und die mit der Masse gefüllten Schlitze (11, 12) keine sich über die Oberfläche der Trägerplatte (1, 17) erhebenden Profilierungen bilden.
Flachdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beidseitigen Auflagen (19) durch im Auflagenbereich aus der Dichtungsträgerplatte (17) ausgestanzte Befestigungslöcher (20), durch die die aufgespritzte Masse beim Aufspritzen fließt, miteinander und mit der Trägerplatte (17) verbunden sind.